• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実施状況報告書

難治性疼痛の痛覚ー情動系の分子機構解析と栄養因子治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 24593057
研究種目

基盤研究(C)

研究機関山口大学

研究代表者

石川 敏三  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90034991)

研究分担者 石川 浩三  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 学術研究員 (20624795)
鈴木 秀典  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30393432)
仲西 修  九州歯科大学, 歯学部, 名誉教授 (50137345)
掛田 崇寛  川崎医療福祉大学, 医療福祉学部, 准教授 (60403664)
山本 美佐  山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70379957)
古川 昭栄  岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90159129)
伊吹 京秀  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90232587)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードchronic pain / depression / BDNF / ERK / magnetic stimulation
研究概要

口腔顔面の難治性疼痛は、長期化し気分障害を併発しQOLを低下させる。我々は、痛覚-情動系のシグナル変調と神経栄養因子(BDNF)不足が関与すると考えている。特にBDNFは、シナプスの修飾作用の他、細胞傷害過程の抑制、軸索進展および再生能を高める神経変性疾患を軽減する可能性がある。
本研究では、ラット慢性疼痛における痛覚-情動系の時空的分子機構解析を行うことを目的とした。今年度は以下のことが判明した。
1)磁気刺激により ラット培養大脳ニューロンのBDNF(ELISA)およびmRNA発現が増加した。2) 細胞内シグナルではBDNFの主要経路MAPキナーゼの活性化(リン酸化)を認めた。3)神経障害性疼痛モデルで、磁気刺激は神経幹細胞の増殖と分化をもたらし、この作用は神経細胞のマーカーで確認した。4)磁気刺激を培養細胞へ照射すると、BDNF mRNA発現がRT-PCRで確認された。
本研究において神経栄養因子が神経細胞傷害の予防及び障害後の修復に極めて有用であることが、培養細胞および脊髄・脳神経回路の細胞実験から判明した。磁気刺激以外にも、ポリフェノール化合物が細胞活性を高める可能性があり、鬱状態、神経過敏を軽減する可能性を見いだした。したがって、慢性痛の分子機構解明、つまり培養系実験と生体実験から、神経栄養因子の生理活性がより詳細となり、また磁気刺激による治療応用に基礎的知見を得た。よって近い将来に、神経栄養因子様活性をもつ化合物や磁気刺激によって慢性疼痛の治療が可能になれば、本研究の臨床への貢献度はきわめて高いと考える。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

神経障害性疼痛は気分障害を伴うが最近 、脳内帯状回神経系の過剰興奮、および連鎖した下降性抑制系の機能低下の関与が示唆されている。このことはまた、脳イメージ画像法からも確認ができているとともに、臨床的にも有用な解析や病態診断となっている。こうした中、本研究では、培養系で生理活性を解明したのち、続けて脳の不快情動に関与する部位、前帯状回、島、扁桃体の脳活性亢進や下降性抑制系の賦活作用などの解析が順調に進んでいる。
主な成果は、
1)慢性痛モデルで前帯状回におけるpERK-pCREBの活性化が判明した。
2)磁気刺激と類似作用が期待されている、BDNF誘導剤(4-Methlycatechol)が、MAPKsリン酸化作用を介し、BDNF合成誘導や軸索伸展をもたらすことが判明した。さらに、3)細胞内pERKーCREBの過剰興奮が併発することも判明した。
今後、こうした意義深い所見をもとに、BDNF合成誘導薬がそれらの機序を適正に緩和させる分子細胞学的裏付けを行う予定である。 また電磁刺激治療器の痛覚―情動系の時系列的・局所的細胞応答の変化を解明し、本治療が臨床応用できるか否か、培養系実験から生体実験まで、詳細な基礎的知見を得る予定である。

今後の研究の推進方策

我々は、多くの神経変性疾患では、「脳内の親和性の高い部位で共通してBDNF不足が起こる」と仮説を立て作業を進めている。
その検証の一つとして、BDNF誘導剤が、細胞内pERKシグナルの過剰興奮が併発する病態を修飾するか否かを解明したい。
その結果により、BDNF合成誘導薬がそれらの機序を適正に緩和させる可能性が判明すると考えられ、したがって、このような分子細胞学的裏付けが必要とされる。
今後、分子細胞学的裏付けを行う予定である。
また電磁刺激治療器の痛覚―情動系の時系列的・局所的細胞応答の変化を解明し、本治療が臨床応用できるか否か、培養系実験から生体実験まで、詳細な基礎的知見を得る。

次年度の研究費の使用計画

次年度では痛覚―情動系の可塑性解明および治療法について検討する。とくに、前帯状回の可塑的現象および延髄RVMの機能について、遺伝子工学的(シグナル、遺伝情報)に解明し、また治療法についても検討する。
1.分子病理学的検討:1)慢性痛後に延髄・脳を摘出、凍結し、クライオスタットにて厚さ20μmの凍結切片を作成する。2)これらの組織切片に対してBDNF mRNA, pERK, c-fos 遺伝子発現をin situ hybridization法にて検討する。3)BDNFノックダウンマウスで神経障害性疼痛モデルを作成し, pERK-pCREB, BDNF mRNAの変化をさらに確認する。
2.最適な治療法の探索およびその特性解析:1)ラット、マウス脳由来神経細胞を培養し、BDNFの産生促進活性評価と細胞内シグナル伝達の修飾活性を評価する。2)歯髄神経障害後の痛覚過敏実験で、磁気刺激治療器について三叉神経尾側亜核細胞の修復作用を評価する。
なお、昨年度予算において、試薬などの購入が予定よりも安価で済み、108,637円の残となった。次年度には、遺伝子解析も重要となり、関連キットや器材などを当初予算に加えて執行したい。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Activation of Different Signals Identified with Glia Cells Contribute to the Progression of Hyperalgesia2013

    • 著者名/発表者名
      S Yamamoto, Y Kishishita, M Yoshida, D Miura, H Suzuki, K Ishikawa, H Miyazaki, J Nojima, M Yamamoto, T Ishikawa
    • 雑誌名

      Cell Mol Neurobiol

      巻: 33 ページ: (in press)

    • DOI

      DOI: 10. 1007/s10571

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spinal cord injury 1. Basic Concepts of Pathophysiological Mechanisms2013

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T, Suzuki H,Ishikawa K,Yasuda S, Kakeda T
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Design

      巻: 38 ページ: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracerebroventricular 4-Methylcatechol (4-MC) Ameliorates Chronic Pain Associated with Depression-Like Behavior Via Induction of Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)2012

    • 著者名/発表者名
      K Fukuhara, K Ishikawa, S Yasuda, Y Kishishita, H-K Kim, T Kakeda, M Yamamoto, T Norii, T Ishikawa
    • 雑誌名

      Cell Mol Neurobiol

      巻: 32 ページ: 971-977

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cutaneous magnetic stimulation reduces rat chronic pain via activation of the supra-spinal descending Pathway2012

    • 著者名/発表者名
      S Shiiba, S Yamamoto, H Sasaki, M Nishi, K Ishikawa, S Yasuda, N Tokuda, O Nakanishi, T Ishikawa
    • 雑誌名

      Cell Mol Neurobiol

      巻: 32 ページ: 245-253

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラット神経障害性疼痛に対する4-Methylcatecholの効果―細胞内シグナルによる評価2012

    • 著者名/発表者名
      松本吉洋, 石川浩三, 福原佳世子, 安田聖子, 吉田充広, 仲西 修, 石川敏三
    • 雑誌名

      日本歯科麻酔学会誌

      巻: 40(1) ページ: 7-14

    • 査読あり
  • [学会発表] Different activation of trkB-pERK contribute to the progression of hyperalgesia2012

    • 著者名/発表者名
      Y Kishishita, S Yasuda, S Yamamoto, D Miura, H Miyazaki, H Sasaki, T Ariyashi, K Ishikawa, Y Ida, T Ishikawa
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      New Orleans Convention Center(Louisana, USA)
    • 年月日
      20121014-20121016
  • [学会発表] 4-Methylcathechol, neurotorophin inducer, prevents abnormal pain-emotion response including hypersensitization and mood disorder in rat with chronic pain2012

    • 著者名/発表者名
      M Yoshida, S Yasuda, S Minoda, K Ishikawa, S Yamamoto, Y Kishishita, S Watanabe, O Nakanishi, T Ishikawa
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      New Orleans Convention Center(Louisana, USA)
    • 年月日
      20121014-20121016
  • [学会発表] 4- Methylcathechol (4-MC) modulates pehronic pain with depression via. Prevention of abnormal pERK and BDNF in rats2012

    • 著者名/発表者名
      Y Iwanaga, K Ishikawa, K Fukuhara, Y Kishishita, M Yamamoto, D Miura, K Okano, Y Watanabe, T Ishikawa
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE
    • 発表場所
      Orleans Convention Center(Louisana, USA)
    • 年月日
      20121014-20121016
  • [学会発表] ラット慢性疼痛誘発情動障害の分子機構および神経栄養因子治療2012

    • 著者名/発表者名
      福原佳世子, 石川浩三, 安田聖子, 井田唯香, 掛田崇寛, 石川敏三
    • 学会等名
      第34回日本疼痛学会
    • 発表場所
      熊本市国際交流会館(熊本)
    • 年月日
      20120721-20120722
  • [学会発表] 慢性疼痛に併発する気分障害の分子機構解析:MonoamineとBDNF相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      安田聖子, 石川浩三, 井田唯香, 増澤あゆみ, 福原佳世子, 石川敏三
    • 学会等名
      第34回日本疼痛学会
    • 発表場所
      熊本市国際交流会館(熊本)
    • 年月日
      20120721-20120722
  • [学会発表] 4-Methylcatechol ameliorates chronic pain concurrent with mood disorder by inducing brain-derived neurotro-phic factor2012

    • 著者名/発表者名
      T Ishikawa, K Ishikawa, S Yasuda, Y Kishishita, A Masuzawa
    • 学会等名
      American Pain Society 31st
    • 発表場所
      Honolulu Convention Center(Hawaii, USA)
    • 年月日
      20120516-20120518

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi